第一篇：瀝青混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及處理

近幾年，城市道路建設(shè)發(fā)展速度。瀝青混凝土路面較之水泥混凝土路面具有行車舒適性好、噪音小、對路基或不均勻沉降適應(yīng)性強(qiáng)、修復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，日益被越來越多的應(yīng)用到城市道路建設(shè)中。但在各種因素影響下，瀝砼路面會出現(xiàn)裂痕、車轍、深陷、泛油、擁包等現(xiàn)象，其中裂痕現(xiàn)象最為普遍，如得不到及時處理，會影響到道路的正常使用功能。為此，筆者就瀝青砼路面裂縫的成因及預(yù)防、治理措施做一探討。

一、瀝青砼路面裂痕的成因：

裂縫是瀝青砼路面最常見的病害之一，它的產(chǎn)生原因主要是路面整體強(qiáng)度不足以適應(yīng)實(shí)際交通負(fù)荷，多在不利水溫狀況的季節(jié)出現(xiàn)。按其形狀又基本分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。

1、橫向裂縫：橫向裂縫與路中心線基本垂直，縫寬不一，縫長貫穿部分路幅或整個路幅。裂縫一般比較規(guī)則，沿路面大致呈均勻分布，裂縫間距的大小取決于當(dāng)?shù)氐臍鉁睾蜑r青面層與半剛性基層材料的抗裂性能。

橫向裂縫成因主要有三個方面：

（1）地基及基礎(chǔ)沉降差異引起的橫向裂縫。在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理方法變化處，因地基或路基與構(gòu)造物差異沉降導(dǎo)致基層開裂，并反射到瀝青面層，形成橫向裂縫。

(2)材料收縮引起橫向裂縫。一方面在基層成型過程中，因基層材料失水收縮而形成規(guī)則的橫向裂縫，另一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。這兩種收縮變形使面層底面承受拉力，當(dāng)拉力超過瀝青面層的抗拉強(qiáng)度時就使瀝青面層底部拉裂，并隨著溫濕的循環(huán)變化及行車荷載的反復(fù)作用而導(dǎo)致瀝青面層裂縫。

(3)瀝青及混凝土的溫縮引起的裂縫。因?yàn)r青是一種對溫度變化比較敏感的粘彈性材料，溫度下降時，瀝青混合料逐漸變硬變脆，并發(fā)生收縮變形，當(dāng)收縮拉應(yīng)力超過瀝青砼的抗拉強(qiáng)度時，瀝青路面表面就會被拉裂，并逐步向下發(fā)展，形成上寬下窄的橫向裂縫。

2、縱向裂縫：裂縫走向基本與行車方向平行，裂縫長度和寬度不一?？v向裂縫形成的主要原因有以下四個方面：(1)地基原因。有些路段處于坑槽或出現(xiàn)彈簧土情況，在施工時處理不到位，在回填土后，由于地基承載能力的差別出現(xiàn)不均勻沉降，造成路面縱向開裂。

(2)路基施工原因。由于土基施工時路基材料含水量不合適或壓路機(jī)械壓不到位而造成的路基壓實(shí)不均勻。

(3)水的滲透、侵蝕破壞?；▔⒙繁?、邊坡等滲水，使局部路基受水浸泡后承載力值降低，在動靜荷載的作用下，路基滑動產(chǎn)生裂縫。

(4)接茬原因。瀝青面層分路幅攤鋪時，兩幅接茬處未處理好，在車輛荷載及大氣因素作用下逐漸開裂。

3、網(wǎng)狀裂縫：網(wǎng)狀裂縫縱橫交錯，縫寬1mm以上，縫距40cm以下，1m2以上。它是相互交錯的疲勞裂縫，形成一系列多邊形小塊組成的網(wǎng)狀開裂，它的初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫，而后在縱縫間出現(xiàn)橫向和斜向連接縫，形成縫網(wǎng)。

網(wǎng)裂主要是由于路面的整體強(qiáng)度不足而引起的。其產(chǎn)生原因主要有下列三種：

(1)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，路基路面壓實(shí)度不足，路面材料配合不當(dāng)或未拌和均勻等使瀝青與石料粘結(jié)性差。

(2)路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時封填，致使水份滲入下層，使基層表面被泡軟，在汽車荷載反復(fù)作用下，粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產(chǎn)生唧漿，基層表面被逐步淘空，產(chǎn)生網(wǎng)裂。

(3)瀝青老化和汽車嚴(yán)重超載，使基層產(chǎn)生疲勞破壞也是導(dǎo)致瀝青面層形成網(wǎng)裂的重要原因。

二、裂縫的預(yù)防措施：

1、產(chǎn)品生產(chǎn)前對原材料特別是瀝青做試驗(yàn)，根據(jù)《瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》要求，按本地區(qū)氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。采用優(yōu)質(zhì)瀝青更有效。

2、合理組織施工，盡量避免冷接縫。對于冷接縫的處理，應(yīng)先將接縫處沿邊緣切割整齊、清除碎料，然后預(yù)熱軟化接縫處，涂刷乳化瀝青，再鋪筑新混合料。碾壓時，壓路機(jī)在已壓實(shí)的橫幅上，鋼輪伸入新鋪層15cm左右，每壓一遍向新鋪層移動15-20cm，直到壓路機(jī)全部在新鋪層為止。對于縱向裂縫，如分幅攤鋪時，前后幅應(yīng)緊跟，上、下層的施工縱縫應(yīng)錯開15cm以上，攤鋪時控制好松鋪系數(shù)，使壓實(shí)后的接縫結(jié)合緊密、平整。

3、瀝青路面攤鋪前，對下臥層需認(rèn)真檢查，及時清除泥灰，處理好軟弱層，保證下臥層穩(wěn)定。在舊路面上加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)層前，須銑削原路面后再加鋪，以延緩反射裂縫的形成。

4、處理好地基。路基應(yīng)分層填筑和壓實(shí)合格，使路基盡可能均勻，特別在預(yù)先采取措施防止地表面水滲入地基的情況下，可以大幅度減+少縱向裂縫的數(shù)量，同時顯著延緩縱向裂縫出現(xiàn)的時間。

三、裂縫的治理措施：在瀝青路面出現(xiàn)微小裂縫時就必須及時處理整治。

1、對于橫向裂縫的處治方法

(1)對于基層開裂、瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫，如縫寬較小可不予處理，如寬度在3mm以上，可將縫隙刷掃干凈，并用壓縮空氣吹凈塵土后，采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵。如縫寬在5mm以上，可將縫口雜物清除，或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹凈，采用瀝青砂或細(xì)粒式熱拌瀝青混合料填充搗實(shí)、封口。(2)對于由路基破損或沉降引起的橫向裂縫，如出現(xiàn)錯臺、啃邊、裂縫寬度大于5mm以上的，則需沿橫縫兩側(cè)各50cm～100cm范圍開槽，將破損或沉降結(jié)構(gòu)層鏟除，更換水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料進(jìn)行基層的處理，然后進(jìn)行瀝青面層的恢復(fù)。

2、對于縱向裂縫的處治方法主要有以下幾種：

(1)對于細(xì)裂縫(2-5mm)可用改性乳化瀝青灌縫。對大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青(如sbs改性瀝青)灌縫。灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾，并使縫內(nèi)干燥。灌縫后，表面撒上粗砂或3-5mm石屑。

(2)如縱縫進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)啃邊、錯臺且裂縫寬大于5mm，則需銑刨上面層和中面層(銑刨寬度為裂縫兩側(cè)各1m)，將軟弱層或不穩(wěn)結(jié)構(gòu)層鏟除，更換水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料進(jìn)行基層的處理，然后進(jìn)行瀝青面層的恢復(fù)。(3)對于尚未穩(wěn)定的縱向裂縫，除按方法(1)處治外，還應(yīng)根據(jù)裂縫成因，采取排水、邊坡加固等措施，以使裂縫穩(wěn)定不繼續(xù)發(fā)展。

3、網(wǎng)裂的處治方法如下：對于輕微網(wǎng)裂可用玻璃纖維布罩面，對于大面積的網(wǎng)裂、常加鋪乳化瀝青封層或在補(bǔ)強(qiáng)基層后，再重新罩面，修復(fù)路面。瀝青混凝土路面裂縫問題不容忽視，應(yīng)仔細(xì)分析瀝青混凝土路面裂縫的成因，采取積極的預(yù)防措施和相應(yīng)的治理措施，以提高瀝青混凝土的質(zhì)量，保證其良好的服務(wù)能力。

第二篇：瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

一、瀝青混凝土路面裂縫類型

一般來說，瀝青混凝土路面裂縫大體分為兩種類型：一種是荷載型裂縫，即主要由于行車荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。在車輛荷載作用下，半剛性基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力大于基層材料的抗拉強(qiáng)度，則基層底部很快開裂，直至影響到瀝青面層；另一種是非荷載型裂縫，以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫；由于施工工藝不當(dāng)或用了不合格材料產(chǎn)生的裂縫。兩種類型的裂縫分別通過橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂和反射裂縫等形式表現(xiàn)出來。

二、裂縫形式產(chǎn)生原因分析及預(yù)防措施 橫向裂縫

1．1 表現(xiàn)形式

裂縫與路中心線基本垂直，線寬不一，縫長有的貫穿整幅路面，有的路面部分開裂。

1．2 產(chǎn)生原因

(1)瀝青質(zhì)量沒有達(dá)到本地區(qū)施工氣候要求或者沒有達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，致使瀝青混凝土面層溫度收縮或溫度疲勞應(yīng)力大于瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生橫向裂縫。

(2)施工縫處理不當(dāng)，接縫不緊密，造成不同部位結(jié)合不良，從而產(chǎn)生橫向裂縫。

(3)半剛性基層由于水泥劑量、施工質(zhì)量等綜合因素產(chǎn)生的路面收縮裂縫，通過橫向裂縫形式表

現(xiàn)出來。

(4)橋梁、涵洞等結(jié)構(gòu)物回填部位沒有按照要求進(jìn)行施工，或處理不得當(dāng)，從而產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致路面產(chǎn)生橫向裂縫。

1．3 預(yù)防措施

(1)按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求，結(jié)合本地區(qū)的氣候條件和道路等級選用符合要求的瀝青種類，以減少或消除瀝青面層的溫縮裂縫。施工中所采用的瀝青應(yīng)該到本地區(qū)相關(guān)試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)檢測，驗(yàn)證其是否符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(2)合理組織施工。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)盡可能連續(xù)，盡量避免冷接縫。如不能避免，冷接縫應(yīng)按照要求先將已壓實(shí)的攤鋪帶邊緣切割整齊，清除浮料，用新的熱混合料敷貼到接縫部位，使冷料部位預(yù)熱軟化，清除敷貼料，向接縫壁涂刷0．3～0．6kg/m 的粘層瀝青，再攤鋪新的瀝青混合料。

(3)充分壓實(shí)橫向接縫。碾壓時，壓路機(jī)先在橫向接縫已壓實(shí)的路幅上，鋼輪伸入新攤鋪部位15cm左右，然后每壓一遍向新鋪層移動15～20cm，直到壓路機(jī)完全進(jìn)入新攤鋪層，然后再轉(zhuǎn)入縱向碾壓。

(4)半剛性基層所用的水泥宜為質(zhì)量穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，水泥劑量應(yīng)符合設(shè)計及施工要求，并且水泥與其他混合料要充分拌和，使之均勻。路用水泥應(yīng)該按照要求頻率到相關(guān)部門進(jìn)行試驗(yàn)檢測。

(5)橋涵回填部位應(yīng)選擇透水性及材質(zhì)良好的砂礫等材料，并按照要求填筑充分碾壓；沉降嚴(yán)重地段，應(yīng)先進(jìn)行軟土基處理，并合理組織施工，以減少回填部位的不均勻沉降。

縱向裂縫

2．1 表現(xiàn)形式

裂縫走向基本與路線走向平行，裂縫長度和寬度不一。

2．2 產(chǎn)生原因

(1)路基填筑使用了不合格材料，路基吸水膨脹引起路面開裂。

(2)縱向加寬沒有按照要求進(jìn)行施工，或者碾壓沒有達(dá)到要求，從而造成加寬部位沉降，產(chǎn)生縱向裂縫。

(3)路基邊坡坡度小于設(shè)計值，路基邊坡壓實(shí)度不足產(chǎn)生滑坡。

(4)邊溝過深，使實(shí)際填土高度加大從而產(chǎn)生滑坡，造成路面開裂。

(5)面層前后攤鋪相接處的冷接縫沒有按照相關(guān)要求進(jìn)行處理，結(jié)合不緊密而相互脫離，產(chǎn)生縱向裂縫。

2．3 預(yù)防措施

(1)使用合格材料填筑路基或?qū)μ盍线M(jìn)行處理后再進(jìn)行填筑。

(2)舊路加寬或半填半挖路段，路基填筑應(yīng)先將邊坡松土清除，并按照填土厚度要求逐級進(jìn)行臺

階處理并充分碾壓。

(3)路基施工分層填筑，邊坡充分壓實(shí)，采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；正確放坡，高填方路段放緩邊坡，減少邊溝深度。

(4)面層施工盡可能采用全幅攤鋪，如果不具備全幅攤鋪條件，可2臺攤鋪機(jī)前后緊跟攤鋪，盡可能避免前幅混合料已冷卻再進(jìn)行后半幅攤鋪，確?；旌狭蠠峤?；分幅攤鋪時，上、下面層施工縫應(yīng)該至少錯開15era以上。如果產(chǎn)生冷接縫，應(yīng)按照本文

網(wǎng)狀裂縫

3．1 表現(xiàn)形式

裂縫縱橫交錯，縫寬在lmm以上，縫間距離在40mm以下，裂縫面積在lm 以上。

3．2 產(chǎn)生原因

(1)縱橫裂縫出現(xiàn)后，繼續(xù)擴(kuò)展，尤其是在北方地區(qū)，經(jīng)過冰凍水的侵入發(fā)展而成。

(2)瀝青混合料質(zhì)量差，拌和時間過長，拌和溫度過高或者在儲料倉中存儲時間過長，瀝青本身老化，導(dǎo)致混合料抗變形能力降低而易產(chǎn)生的裂縫。

(3)瀝青的性能差，尤其是低溫抗變形能力過低。

(4)路面結(jié)構(gòu)中含有軟弱夾層，粒料層松動，水穩(wěn)定性差，從而形成網(wǎng)狀裂縫。

(5)瀝青層的厚度不足，水分侵入。導(dǎo)致層間結(jié)合較差，加速了網(wǎng)狀裂縫的形成。

(6)瀝青總體強(qiáng)度不足，在損壞初期形成網(wǎng)裂，151后裂縫逐步擴(kuò)展，縫間距變小。

3．3 預(yù)防措施

(1)采用低溫變形能力高的優(yōu)質(zhì)瀝青，并按照要求控制好瀝青混合料的拌和質(zhì)量。

(2)瀝青面層攤鋪前，認(rèn)真檢查下承層的施工質(zhì)量，及時清除泥灰等雜物，處理好軟弱層，保證下承層穩(wěn)定，并噴灑0．7—1．1l/m 的透層油，必要時可以按照要求灑石屑或砂，保證層間結(jié)合。

(3)瀝青各層要滿足最小施工厚度的要求，保證上下之間有良好的連接，并從設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)上采取相應(yīng)的措施及時排除雨后結(jié)構(gòu)層內(nèi)的積水。

(4)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該做好交通量調(diào)查和預(yù)測工作，使路面結(jié)構(gòu)組合和路面總體強(qiáng)度滿足設(shè)計年限內(nèi)交通荷載的要求。有條件的可以采用瀝青碎石柔性基層，以緩解網(wǎng)狀裂縫程度。

反射裂縫

4．1 表現(xiàn)形式

基層產(chǎn)生裂縫以后，在溫度和行車荷載的作用下，裂縫逐漸反射到瀝青混凝土面層，路面的裂縫形式與基層裂縫形式基本一致。對于半剛性基層以橫向裂縫居多，對于柔性路面上加蓋的瀝青結(jié)構(gòu)層，裂縫形式不一，主要取決下承層。

4．2 產(chǎn)生原因

(1)在已經(jīng)開裂的舊瀝青、舊水泥路面上加鋪瀝青面層，由于溫度的變化(降低)，老路面的裂縫繼續(xù)拉開，從而使新鋪層在舊裂縫處斷開。

(2)由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫。

(3)新鋪半剛性基層隨著混合料中水分的減少產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力，從而產(chǎn)生開裂，反射到瀝青面層。

4．3 預(yù)防措施

(1)在舊有路面上加鋪瀝青面層，最好先銑除原有路面后再進(jìn)行加鋪；或者鋪設(shè)土工布或土工格柵，以減少反射裂縫。

(2)適當(dāng)控制基層材料中粉料的含量及塑性指數(shù)，小于0．075mm的顆粒含量不應(yīng)超過5%。

(3)基層施工盡可能使混合料在接近最佳含水量狀態(tài)下碾壓，并且碾壓充分，保證基層強(qiáng)度；同時要加強(qiáng)對已完基層的養(yǎng)生，要盡早鋪筑上層，或進(jìn)行封層，以減少干縮縫。

三、裂縫的處理措施

瀝青路面裂縫產(chǎn)生后，應(yīng)及時予以處理，防止水等有害物質(zhì)侵入，影響道路使用壽命。對于細(xì)裂縫(2～5mm)可用乳化瀝青進(jìn)行灌縫處理；對于大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進(jìn)行灌縫處理；灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎料、垃圾等，并保證縫內(nèi)干燥；灌縫后，表面應(yīng)灑布粗砂或3～ 5mm的石屑。素混凝土路面

在公路、城市道路及機(jī)場道面中，目前我國采用得最廣泛的是現(xiàn)場澆筑的普通混凝土路面，這類混凝土路面除接縫區(qū)和局部范圍(邊緣或角隅)外，不配置鋼筋，亦稱素混凝土路面。

圖2

用素混凝土或僅在路面板邊緣和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面結(jié)構(gòu),施工方便，造價低廉。素混凝土路面應(yīng)沿縱向每隔5～6米設(shè)一縮縫，滿足冬季縮裂要求；每隔20～40米設(shè)一脹縫，防止夏季熱脹，板屈曲壓裂或縫邊混凝土擠碎；沿橫向每隔3～4.5米設(shè)一縱縫（圖1）。由于橫脹縫易引起路面板的破壞,增加施工和養(yǎng)護(hù)的麻煩，20世紀(jì)60年代中期以來，對夏季施工的混凝土路面，除在橋頭、隧道口、道路交叉口小半徑曲線或縱坡變換處,必須設(shè)置脹縫外,其他路段可少設(shè)或不設(shè)?？v橫縫一般做成垂直相交，但也有把橫縫做成與縱縫交成70°～80°斜角,并按4、4.5、5、5.5和6米的不等間距順序布置。

脹縫間隙寬1.8～2.5厘米，為防止?jié)B水，上部5～6厘米深度內(nèi)應(yīng)灌以填縫料，下部則設(shè)置用瀝青浸制的軟木嵌條。為傳遞荷載，混凝土板厚中央處設(shè)鋼傳力桿，桿徑20～32毫米，長40～60厘米，間距30厘米。桿的半段涂瀝青并套以套筒，筒底部填以木屑等材料（圖2a）。如不設(shè)傳力桿，可在混凝土板下設(shè)置墊枕（圖2b）。

圖3

縮縫一般做成裂口深4～6厘米的假縫形式（圖3a），上部亦灌以填縫料，可不設(shè)傳力桿。但在路基軟弱或交通繁忙路段以及鄰近長間距脹縫的二三個縮縫上，也應(yīng)設(shè)置傳力桿（圖3b）?？v縫可做成假縫、平頭縫或企口縫形式（圖4），上部也灌以填縫料。為防止板塊向兩側(cè)滑移，板厚中央可設(shè)置鋼拉桿，桿徑14～20毫米，長40～60厘米，間距80～100厘米。

素混凝土路面板大多做成等厚斷面，厚約20～25厘米。由于板的邊緣和角隅最易遭到破壞，可設(shè)置邊緣鋼筋和角隅鋼筋（圖1）予以加固，或做成厚邊式斷面,從靠路肩1米處開始厚度逐漸增加，至板邊緣厚度較中間大25%。在高速公路和一級公路上，可做成由內(nèi)側(cè)向外側(cè)邊緣逐漸加厚的梯形斷面。路面板大多做成單層式；當(dāng)板較厚時也可做成雙層式，上層厚度不小于6～7厘米。下層使用品質(zhì)稍差的材料做成低強(qiáng)度混凝土；為使上下層結(jié)合牢固，下層表面應(yīng)清潔、粗糙并設(shè)凹槽。

混凝土路面切縫要注意：

1、要注意切縫的時間，時間隔太長了會出現(xiàn)裂縫，太短了，會出現(xiàn)毛邊；

2、要注意切的深度，淺了起不到效果，還是會出現(xiàn)裂縫，太深了，又耗時耗力，浪費(fèi)資源；

3、間距要合適，一般控制在4-6米之間，間隔太長了，中間會出現(xiàn)裂縫，起不到作用了，太短了，也是浪費(fèi)；

4、注意線形的順直美觀，特別是在彎道上，注意不要斜了；

5、切完后及時進(jìn)行灌縫。

第三篇：混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

摘 要：大體積混凝土開裂后，其性能與原狀混凝土性能相差很大，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的長期安全和耐久運(yùn)行。本文分析了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因和機(jī)理，從各個環(huán)節(jié)提出了預(yù)防裂縫的綜合措施，以確?；炷临|(zhì)量，減少裂縫的發(fā)生。關(guān)鍵詞：混凝土 裂縫 水泥水化熱 溫度應(yīng)力

一、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生的原因主要有三種：（1）由外部荷載引起的裂縫隙，按常規(guī)計算的各種荷載引起的；（２）由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與設(shè)計模型的不同而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫；（3）由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素產(chǎn)生的變形應(yīng)力引起的裂縫，施工中可采取措施避免。（4）大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化釋放的水化熱能產(chǎn)生很大的溫度變化和收縮作用，是導(dǎo)致大體積混凝土溫度裂縫的主要原因。

1．水化熱產(chǎn)生裂縫的機(jī)理

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，在施工過程中，由水泥水化過程中釋放出大量水化熱，由于體積大，熱量不易散發(fā)，造成較大溫升，從而導(dǎo)致體積增大。當(dāng)這種變形不受約束時，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不會產(chǎn)生應(yīng)力。但實(shí)際上這種變形肯定會受到約束，約束有兩種。一是混凝土與外部環(huán)境溫度差異引起的約束；另一種是由于內(nèi)部的條件不同產(chǎn)生的約束，以上兩種約束產(chǎn)生的應(yīng)力為溫度應(yīng)力。

其次，濕度變化引起的混凝土內(nèi)部各單元體之間相互約束，產(chǎn)生的應(yīng)力為干縮應(yīng)力。因?yàn)闈穸葌鲗?dǎo)率遠(yuǎn)小于熱度傳導(dǎo)率（約為1/1600），所以，它主要在混凝土表面附近：另外，混凝土自身體積變形不能自由伸縮所產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為自身體積變形應(yīng)力；還有地基非均勻沉降、模板走樣也會產(chǎn)生變形應(yīng)力。在以上非結(jié)構(gòu)荷載作用下所產(chǎn)生的應(yīng)力中，主要是溫度應(yīng)力和變形應(yīng)力。對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，當(dāng)混凝土澆筑體邊界無約束時（如底、頂板頂面），在早期水化熱溫度迅速升高階段，由于混凝土內(nèi)、外散熱條件不同，形成溫度梯度，表面受拉，內(nèi)部受壓。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。在混凝土的降溫階段，混凝土的溫差引起的變形加上混凝土的體積收縮變形，受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時，在澆筑體中央斷面產(chǎn)生內(nèi)部拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時，混凝土整個截面就產(chǎn)生貫穿裂縫。2．溫度應(yīng)力的分析

根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段：

（1）初期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

（3）后期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相疊加。根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類：

一是自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身、結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。

二是約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計算?；炷恋男熳兪箿囟葢?yīng)力有相當(dāng)大的松弛，計算溫度應(yīng)力時，必須考慮徐變的影響，具體計算這里就不再細(xì)述。

二、裂縫控制的基本原理及措施

大體積混凝土的裂縫控制是指杜絕有害裂縫，同時減少或避免不影響使用的混凝土表面裂縫。裂縫控制原理是：降低混凝土外約束與非線性降溫和收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，提高混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸，以確?？沽寻踩纫?。裂縫控制方法采取溫差與溫度應(yīng)力雙控制方法，避免結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)溫度裂縫，同時調(diào)整混凝土表面濕度以防止表面干縮裂縫。結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因是降溫和收縮。任一降溫差包含水化熱引起的溫差和收縮當(dāng)量溫差，又都可以分解為均勻降溫差和非均勻降溫差兩類。前者產(chǎn)生外約束力，它成為貫穿性裂縫的主要原因；后者引起自約束力，形成表面裂縫；只有同時控制好這兩類降溫差，才能減小和避免裂縫的產(chǎn)生。

控制混凝土裂縫，必須從混凝土產(chǎn)生裂縫的幾個主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在充許范圍內(nèi)。一般分為兩個控制階段，設(shè)計階段和施工階段。設(shè)計階段由設(shè)計人員對混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋的品種、規(guī)格、建筑物的結(jié)構(gòu)形式等統(tǒng)籌設(shè)計，有效進(jìn)行裂縫控制。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內(nèi)外溫差、設(shè)置施工縫或變形縫、加強(qiáng)混凝土中的配筋率等措施來減少混凝土的收縮，防止混凝土產(chǎn)生有害裂縫。1．合理設(shè)計施工配合比

由于大體積混凝土各項(xiàng)指標(biāo)要求較高，并普遍采用泵送混凝土，因此合理設(shè)計配合比是有效控制和預(yù)防混凝土裂縫發(fā)生的基礎(chǔ)。應(yīng)根據(jù)工程所處條件，對砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，選擇最優(yōu)方案。

（1）砂率的選擇。適當(dāng)砂率的選擇對控制混凝土的裂縫有積極作用，混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大，在相同條件下混凝土的彈性模量較高，收縮量較小，而且由于粗骨料對收縮的約束作用，可減少開裂的可能。使用粗骨料，盡量選用粒徑較大，級配良好的粗骨料，在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中，摻總量不超過20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達(dá)到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。

（2）選用中低水化熱水泥，可使水泥在拌和過程中水化熱釋放較小，顯著減少混凝土升溫，如選用礦渣硅酸鹽水泥，火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、普硅非早強(qiáng)型水泥。充分利用混凝土后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

（3）采用混凝土雙摻技術(shù)，即在混凝土中加入優(yōu)質(zhì)粉煤灰，摻入量一般為水泥用量的20%左右，摻入緩凝型減水劑，用量為水泥用量的 1.0%左右。通過采用雙摻技術(shù)，減少水泥用量，降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時間。

（4）加入UEA或AEA膨脹劑，用量為水泥用量的14%左右，使混凝土在凝固過程中不產(chǎn)生收縮，還可以提高混凝土自防水能力。2．混凝土結(jié)構(gòu)原料的控制

（1）材料的選擇，應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的水泥配制大體積混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料，因使用含泥量高的集料會導(dǎo)致集料表面與水泥石的機(jī)械粘結(jié)力降低，而且會增加混凝土拌合物的用水量，不僅增加了混凝土的收縮，同時降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致收縮裂縫發(fā)生。

（2）采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對溫升值，可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外差和降溫速度控制的難度降低。

（3）摻合料和外加劑的控制。摻合料的質(zhì)量對混凝土裂縫有顯著的影響，當(dāng)前用的摻合料主要是粉煤灰或礦粉，它們可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性，粉煤灰對混凝土的早期干縮影響很大，使用細(xì)度較粗或含碳量高的粉煤灰會大幅度增加混凝土的需水量，從而加大混凝土的收縮導(dǎo)致開裂。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑?；炷林袚饺霚p水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時又減少拌和用水，節(jié)約水泥，從而降低了水化熱。若是泵送混凝土，同時在炎熱的夏天，為了延緩凝結(jié)時間，要加緩凝劑，反之凝結(jié)時間過早，將影響混凝土的輸送和澆筑面的粘結(jié)，易出現(xiàn)層間縫隙，使混凝土防水、抗裂和整體強(qiáng)度下降。為了防止混凝土的初始裂縫，可摻加膨脹劑，如UEA膨脹劑等。3．澆筑時的控制措施

（1）加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗，提高密實(shí)度。

（2）混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上。

（3）采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強(qiáng)度，提高抗裂性

（4）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測溫工作。混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力；其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，以提高混凝土塊體的抗裂能力，同時，在養(yǎng)護(hù)過程中保持良好的濕度和抗風(fēng)條件，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)。具體應(yīng)使混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求，保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力加以控制、確定，保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行；在保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)保持混凝土表面的濕潤。施工人員需根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施，如采用蓄水法保溫養(yǎng)護(hù)等。

三、結(jié)論

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生的原因很復(fù)雜也是不可避免的，混凝土裂縫的防治重點(diǎn)在于“防”，而不在于“治”在采取了上述綜合性控制措施后，由于各種原因仍可能有少量的混凝土裂縫發(fā)生。當(dāng)這些裂縫發(fā)生后，必須先查明裂縫產(chǎn)生的原因，判明裂縫的類型，才能選擇正確的處理方法，同時要通過合理設(shè)計混凝土配合比、正確選用原材料、合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)施工監(jiān)控、嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)程、提高施工技術(shù)水平，這樣才有可能最大程度減少混凝土裂縫的產(chǎn)生，把裂縫寬度控制在設(shè)計范圍內(nèi)，盡量減少裂縫造成的危害。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：混凝土裂縫原因分析及處理措施

混凝土裂縫原因分析及控制措施

韓恒梅

祿建民

平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（河南平頂山 467001）

摘要：混凝土裂縫的存在和發(fā)展通常會使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財產(chǎn)。本文對混凝土施工中裂縫的原因及控制措施作一初步探討。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；混凝土裂縫的原因分析；混凝土裂縫的控制措施

The Reason Analyse and Control Measure of Concrete Crack

Hanhengmei Lujianmin Pingdingshan Industrial College of Technology（Henan Pingdingshan 467001）Abstract: The existing and developing of concrete crack can uaually erode some material just like reinforcing steel bar,low the carrying capacity、wearing and antiinfiltration capacity of reinforced concrete,influence the appearance、using time of building,and even threaten the life and wealth of human.The article mostly discusses the reason and control measure of concrete crack.Keywords: Concrete crack;The reason analyse of concrete crack;The control measure of concrete crack 0 前言

混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位，而混凝土的裂縫較為普遍。混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。

裂縫的原因分析 由于混凝土的組成材料、微觀構(gòu)造以及所受外界影響的不同，混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。

（1）混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至?xí)灤┱麄€構(gòu)件。

（2）混凝土在硬化期間水泥產(chǎn)生大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在混凝土表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。

（3）在厚度較大的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，在澆搗后數(shù)小時會發(fā)生這種由于混凝土塑性塌落引起的裂縫。

（4）當(dāng)有約束時，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，因?yàn)槭艿郊s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度較低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象。

（5）混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng)，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。

（6）許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化，如養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、時干時濕，表面干縮變形受到內(nèi)部混凝土體的約束，也往往產(chǎn)生裂縫。

（7）構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫，例如：構(gòu)件在超出設(shè)計的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫，構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。（8）當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷，就有可能會產(chǎn)生裂縫，隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會進(jìn)一步擴(kuò)大。

（9）當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護(hù)層厚度有限，特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

（10）由于原材料質(zhì)地不均勻、水灰比不穩(wěn)定以及運(yùn)輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊體混凝土中其抗拉強(qiáng)度也是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。

而在施工過程中，我們最為常見的多是因溫度而引起的裂縫。

在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。施工中混凝土由最高溫度冷卻到工程運(yùn)行時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力。因此，掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要。

溫度應(yīng)力的分析

實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。

根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為以下三個階段：

（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。

溫度的控制和防止裂縫的措施 為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。控制溫度的措施如下：

（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；

（2）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；（3）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；（4）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；

（5）規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；

（6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施； 改善約束條件的措施是：

合理地分縫分塊；避免基礎(chǔ)過大起伏；合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露；改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要，應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險，但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。

加筋對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時間及溫度無關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15倍，當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時，鋼筋的應(yīng)力將不超過100～200kg／cm2。因此，在混凝土中想要利用鋼筋來防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難，但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時，對提高混凝土抗裂性的效果較好。混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細(xì)而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。

為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實(shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經(jīng)濟(jì)。結(jié)論

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范要求施工，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，防患于未來，盡可能地降低混凝土裂縫的出現(xiàn)；對混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

參考文獻(xiàn)：

［1］郭正興、李金根主編《建筑施工》，東南大學(xué)出版社 ［2］《建筑施工手冊》第四版，中國建筑工業(yè)出版社 ［3］《現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全》，中國建筑工業(yè)出版社 ［4］趙國藩主編 《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》，中國電力出版社 作者簡介：

韓恒梅，女，河南省南陽人，1996年畢業(yè)于焦作工學(xué)院建筑工程系建筑工程專業(yè)，現(xiàn)在平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院任教，講師。

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第五篇：水泥混凝土路面表面裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施

水泥混凝土路面表面裂縫產(chǎn)生的原因及處理措施

水泥混凝土路面是一種剛度大、擴(kuò)散荷摘載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)的路面結(jié)構(gòu)。但由于在施工中水泥混凝土的原材料及配合比的控制未達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝不規(guī)范。使得水泥混凝土路面道板出現(xiàn)了早期損壞，導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫與斷板，這就降低了路面使用性能，不能確保水泥混凝土路面的正常使用年限，不能發(fā)揮道路建設(shè)的投資效益。因此，需要對路面出現(xiàn)的裂縫與斷板進(jìn)行認(rèn)真觀測、分析、確定裂縫原因，制定切實(shí)可行的修補(bǔ)方案。

一、裂縫分類與產(chǎn)生的原因

水泥混凝土道面的裂縫，可分為表面裂縫和貫穿板全厚度的裂縫（簡稱貫穿裂縫）。

（一）、表面裂縫 水泥混凝土道面表面裂縫主要是由混凝土混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮引起的?；炷粱旌狭鲜且环N多相不均勻材料。由于構(gòu)成混合料的各種固體顆粒大小、密度不同，混合料不可避免地會發(fā)生分層離析。

1、泌水裂縫

在路面水泥混凝土道面施工中混合料發(fā)生分層離析大多是由于粗骨料在混合料中下沉，水分向上遷移，從而形成表層泌水。泌水的結(jié)果，使水泥混凝土道面表面含水量增加，經(jīng)蒸發(fā)后混凝土表面形成凹面，此時混合料顆粒間產(chǎn)生較強(qiáng)的表面張力。當(dāng)混凝土表面尚未充分硬化，不能抵御這一張力時，混凝土表面則發(fā)生裂縫。在混凝土澆筑后數(shù)小時，混凝土表面將出現(xiàn)大面積細(xì)微的龜裂。

2、碳化裂縫 當(dāng)混凝土的水泥用量較低、水灰比較大時，空氣中的二氧化碳易滲透到混凝土中，混凝土的碳化反應(yīng)在空氣相對濕度為30%-50%時最為激烈，此時混凝土的碳化收縮將引起混凝土表面龜裂。根治這類病害的方法是：在混凝土路面的混合料鋪筑、振搗后，立即采用真空吸水工藝，此方法可以將混凝土中富裕的水分和空氣一并吸出。這樣既提高了混凝土強(qiáng)度又可控制混凝土表面的網(wǎng)裂病害。

（二）、貫穿裂縫 水泥混凝土路面貫穿裂縫為貫穿板全厚度的橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫和板交裂縫。

1、橫向裂縫 垂直與行車方向的不規(guī)則裂縫稱為橫向裂縫，導(dǎo)致水泥混凝土路面出現(xiàn)橫向裂縫的原因較多，其主要原因有以下三方面。（1）、干縮裂縫：

在水泥混凝土中，水是以化學(xué)結(jié)合水、層間水、物理吸附水及毛細(xì)水等狀態(tài)存在。當(dāng)這些水再混凝土硬化過程中失去時，水泥漿體就會發(fā)生收縮，當(dāng)收縮受到限制時而發(fā)生收縮應(yīng)力時，才會引起混凝土的干燥收縮裂縫。

水泥漿干縮的內(nèi)部內(nèi)部限制：主要來源于混凝土中的骨料對水泥漿的限制。在普通混凝土中，水泥漿的收縮率被限制了90%（或稱水泥漿被占有了90%）。因此，混凝土內(nèi)部存在著引起干縮裂縫的應(yīng)力狀態(tài)。水泥混凝土干縮的外部限制：主要是路面板塊間 或路面整體的限制，處于限制狀態(tài)下的混凝土結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)混凝土本身的抗拉應(yīng)變與混凝土硬化干燥過程中的自由收縮應(yīng)變不相適應(yīng)時，混凝土才會發(fā)生裂縫。配合比：在混凝土中的水泥用量、集料粒徑、細(xì)骨料含量等因素對混凝土的干縮都存在應(yīng)響，但最重要的影響因素是混凝土的單位用水量?；炷恋膯挝挥盟坑?，收縮 就愈小。單在實(shí)際施工中，過小的單位用水量，往往滿足不了混凝土路面施工的要求。因而在實(shí)際施工中，混凝土的現(xiàn)場拌和，是以塌落度控制水灰比、單位用水量。干縮裂縫引發(fā)的路面橫向裂縫，出現(xiàn)在混凝土水化硬化的早期。有資料表明：水泥混凝土收縮量的14%-34%發(fā)生在水泥混凝土的14天齡期內(nèi)。（2）、冷縮裂縫（溫度裂縫）： 水泥混凝土具有熱脹冷縮的性能，混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體限制條件下發(fā)生的，故熱脹屬于變性壓縮，而冷縮則屬于拉伸變形，很容易引起開裂。水泥的水化反映是一個放熱的過程。在混凝土硬化過程中，釋放大量熱能，使溫度上升，通?；炷翜囟壬仙?攝氏度，每米膨脹0.01m。水泥水化反應(yīng)的放熱速度初始較緩慢，25分鐘后增溫，在水泥終凝12小時后，水話溫度可達(dá)80-90攝氏度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹，板面的溫度則是隨著空氣氣溫而變化的。當(dāng)外界氣溫降低時，板面冷卻收縮。此時混凝土路面內(nèi)部膨脹，外部收縮，因而產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度小于此拉應(yīng)力時，板塊將出現(xiàn)裂縫或斷板。

施工期在高溫季節(jié)內(nèi)，當(dāng)日平均溫度約為35-40攝氏度，由于高溫暴曬，未能采取越過高溫時間段的施工措施，使得面層表面失水過快，而混凝土內(nèi)部和底部大量水分卻不能及時排出，由于水分的作用使混凝土上、下表面出現(xiàn)溫差，在溫度應(yīng)力的作用下，使得混凝土表面出現(xiàn)橫向不規(guī)則裂縫或斷板。上述因素是混凝土路面出現(xiàn)裂縫或斷板的主要原因。防治這類病害的方法很多，比較簡單的方法是：在混凝土路面 的收水抹面后及時覆蓋朔料布，根據(jù)施工期氣溫情況確定覆蓋時間。此方法可以解決混凝土早期養(yǎng)護(hù)用水，并使此時的混凝土內(nèi)、外部溫差較小。這就避免了混凝土早期斷板的病害。

（3）、切縫不及時的原因

水泥混凝土路面縮縫（橫縫）切割時間應(yīng)視施工期溫度而定，當(dāng)氣溫在30攝氏度時，切縫時間應(yīng)在混凝土澆筑的12-15小時后進(jìn)行。采用真空吸水工藝時，切縫時間可在混凝土澆筑5-7小時后進(jìn)行。當(dāng)施工氣溫在20-25攝氏度時，切縫時間應(yīng)在混凝土澆筑15-21小時后進(jìn)行。采用真空吸水工藝時，可在混凝土澆筑8-11小時后進(jìn)行。切縫深度應(yīng)為混凝土路面厚度的1/4（厘米）。

由于切縫不及時，切縫深度不足，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)橫向裂縫或斷板。（4）、養(yǎng)生不及時 混凝土路面在硬化的初期內(nèi)，需要大量水進(jìn)行保濕養(yǎng)生。由于養(yǎng)生水不足或養(yǎng)生不及時，使混凝土表面暴曬失水，這是混凝土路面極容易產(chǎn)生橫向裂縫或斷板。（5）、板塊分格應(yīng)合理 混凝土路面的板塊分格應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計的要求施工。設(shè)計規(guī)范規(guī)定：混凝土路面板塊的長寬比不得大于1.3，板塊面積不得大于25m2。由于板塊分格不合理，不能滿足設(shè)計要求，混凝土路面將會出現(xiàn)橫向不規(guī)則裂縫。

2、縱向裂縫

沿路前進(jìn)方向出現(xiàn)的裂縫稱為縱向裂縫。水泥混凝土路面的動力荷載傳遞順序?yàn)槊鎸印⒒鶎?、路基。由于路基的填料土質(zhì)、濕度不均勻，膨脹土、粘土壓實(shí)度不足等多種原因，導(dǎo)致路基強(qiáng)度不均勻。當(dāng)?shù)缆返幕鶎雍兔鎸愉佒?，盡管道面?zhèn)鞯铰坊斆娴暮奢d應(yīng)力很小，只要路基稍有不均勻沉降的現(xiàn)象出現(xiàn)，在板塊自重和行車壓力作用下將產(chǎn)生縱向裂縫。開始裂縫很小，一般小于0.05mm,但隨著雨水侵入使基層軟化、液化，而產(chǎn)生唧泥、淘空，使裂縫加大。縱向裂縫的防治原則是：在新筑路基或舊路加寬改造時，要嚴(yán)格按著新筑路基或舊路拓寬改造的施工程序?qū)嵤?，確保路基的穩(wěn)定性，并在混凝土路面澆筑之前嚴(yán)格檢查基層頂面回彈模量是否符合規(guī)范要求。使之控制縱向裂縫的產(chǎn)生。

3、交叉裂縫 水泥混凝土在拌和、運(yùn)輸、振搗、凝結(jié)、硬化的過程中始終存在著水泥的水化反應(yīng)。水化反應(yīng)可分為：初始期、休止期、凝結(jié)期及硬化期四個階段。水泥水化反應(yīng)在混凝土發(fā)生升溫和降溫過程中產(chǎn)生體積的脹縮變形，在內(nèi)部骨料及外部邊界條件約束下使混凝土的自由脹縮變形受阻，而產(chǎn)生拉 壓應(yīng)力。由于安定性不足的水泥中殘存著一些過燒的Cao和Mgo,它們的水化速度較慢，往往是在水泥硬化后再水化，引起水泥漿體積膨脹、開裂甚至潰散，在澆筑后的混凝土路面上出現(xiàn)大面積龜裂。因此，在水泥混凝土路面施工中要嚴(yán)格控制水泥的質(zhì)量，嚴(yán)格按混凝土的設(shè)計配合比操作，保證混凝土強(qiáng)度。

4、板角斷裂

與混凝土板角兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫稱為板角斷裂。板角是混凝土路面的薄弱部位，由于板角很難振搗密實(shí)，板角強(qiáng)度相對較小。相鄰板角之間無傳力桿，傳荷能力較差。當(dāng)車輪荷載作用在板角時很容易出現(xiàn)板角斷裂。，預(yù)防板角斷裂的措施：采用水穩(wěn)性好的基層；橫、縱縫填縫前要清理干凈，填料要飽滿；施工中板角、板邊要振搗密實(shí)。

二、裂縫與斷板的修補(bǔ)措施

1、一般裂縫 此裂縫的處理可采用環(huán)氧樹脂修補(bǔ)圬工工藝方法進(jìn)行。詳見“環(huán)氧樹脂修補(bǔ)圬工工藝”。

2、斷板裂縫 這類裂縫處理可視裂縫走向，確定切割寬度，切縫應(yīng)與混凝土路面分格的橫縫平行，切割深度為12厘米，將切割區(qū)內(nèi)的原混凝土鑿除并清洗干凈，并將底部的裂縫鑿成“V” 型槽，用環(huán)氧樹脂膠拌和水泥砂漿灌實(shí)。然將槽底部用1：1水泥砂漿鋪平，并放臵方孔為5mm的鋼絲網(wǎng)，再澆注抗折強(qiáng)度不小于4.5Mpa的細(xì)石混凝土進(jìn)行振搗壓實(shí)，經(jīng)收水抹面后覆蓋養(yǎng)生。細(xì)石混凝土中應(yīng)摻配膨脹劑，其比例為水泥重量的15%?；炷谅访娴牧芽p或斷板按上述措施修補(bǔ)后，應(yīng)建立觀測點(diǎn)，觀測修補(bǔ)后的道路使用情況。附：混凝土路面修補(bǔ)工藝及參考表。

環(huán)氧樹脂修補(bǔ)砼工藝

一、配合比工藝

1、先將水泥、中（粗）砂與水按其設(shè)計配合比進(jìn)行配制。

2、將環(huán)氧樹脂與稀釋劑攪拌均勻。當(dāng)環(huán)境溫度低于20度時，可用溫水溶法，（即將拌和物裝入器皿內(nèi)臵入水中加溫）使樹脂溶化，加熱溫度不超過40度。

3、將硬化劑加入已稀釋的樹脂溶液中，迅速攪拌。如使用間苯二胺（或乙二胺）作硬化劑時，應(yīng)用溫水溶法預(yù)先將硬化劑加熱溶化，但溫度不得超過65度。

4、將加好硬化劑的樹脂倒入拌和好的粗細(xì)填料中，將含有環(huán)氧樹脂的砂漿混合物，邊和拌邊壓入裂縫中。

5、加入硬化劑后的樹脂料，一般不宜加熱。如氣溫過低影響操作或拌和時，間苯二胺（或乙二胺）有產(chǎn)生結(jié)晶析 出現(xiàn)象時，可用溫水溶法稍微加熱，但不得局部加熱或加熱過高，以防拌和物早期凝固。

6、含有環(huán)氧樹脂的拌和物，應(yīng)在淺槽內(nèi)拌和，便于及時散除化學(xué)熱。環(huán)氧樹脂拌和物的配合比為：水泥：砂：環(huán)氧樹脂：間苯二胺（乙二胺）：水=1：3：0.25：0.02：0.45。本配合比為重量比。拌和物應(yīng)在30分鐘內(nèi)用完。

二、方法選用

1、裂紋寬小于0.15mm,一般不作修補(bǔ)，必須進(jìn)行封閉時，可涂二層樹脂涂料；

2、裂紋寬0.15-0.3mm時，沿裂紋鑿一條外口寬20mm，深約3mm的“V”形槽，然后涂一層厚約0.2mm的樹脂涂料，再用樹脂砂漿修補(bǔ)平整；

3、裂紋寬大于0.3mm時，沿裂紋鑿一條外口寬20mm，內(nèi)口寬約6mm，深約7mm的梯形槽，修補(bǔ)方法同2；

4、圬工（混凝土路面）表皮剝落或大塊混凝土脫落時，鑿除松散砂漿或混凝土，涂一層厚約0.2mm樹脂涂料，用樹脂砂漿修補(bǔ)平整。

二00五年八月九日